KR102513518B1 - Olefin polymerization method using antistatic agent for metallocene olefin polymerization process - Google Patents

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Abstract

올레핀 중합 공정에서 발생되는 시팅(Sheeting) 또는 드룰링(Drooling) 현상에 따른 중단 사건(Discontinuity Event)이 효과적으로 감소되어 장시간 연속 운전이 가능하며, 얻어진 최종 제품은 식품 접촉 용도를 포함하는 다양한 응용 분야에 적용될 수 있는 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제 및 이를 이용한 중합 방법이 개시된다. 상기 저분자 탄화수소에 디글리세롤 올리에이트(Diglycerol Oleate)를 포함하는 대전방지제를 혼합시킨 혼합물을 형성하는 단계, 상기 대전방지제 혼합물 및 메탈로센 촉매 및 알루미녹산을 포함하는 메탈로센-기재 촉매 조성물을 2개 이상의 중합 반응기에 공급하는 단계 및 상기 대전방지제 혼합물 및 촉매 조성물의 존재 하에서, 하나 이상의 알파-올레핀을 중합하는 단계를 포함하는 올레핀 중합 방법을 포함한다.Discontinuity events due to sheeting or drooling phenomena generated in the olefin polymerization process are effectively reduced, enabling long-term continuous operation, and the obtained final product is suitable for various applications including food contact applications. An antistatic agent for a metallocene olefin polymerization process that can be applied and a polymerization method using the same are disclosed. Forming a mixture in which an antistatic agent including diglycerol oleate is mixed with the low molecular hydrocarbon, a metallocene-based catalyst composition comprising the antistatic agent mixture, a metallocene catalyst, and an aluminoxane in 2 and feeding one or more polymerization reactors and polymerizing one or more alpha-olefins in the presence of the antistatic agent mixture and the catalyst composition.

Description

메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법{Olefin polymerization method using antistatic agent for metallocene olefin polymerization process}Olefin polymerization method using antistatic agent for metallocene olefin polymerization process}

본 발명은 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 올레핀 중합 공정에서 발생되는 시팅(Sheeting) 또는 드룰링(Drooling) 현상에 따른 중단 사건(Discontinuity Event)이 효과적으로 감소되어 장시간 연속 운전이 가능하며, 얻어진 최종 제품은 식품 접촉 용도를 포함하는 다양한 응용 분야에 적용될 수 있는 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an olefin polymerization method using an antistatic agent for a metallocene olefin polymerization process, and more particularly, to a discontinuity event due to sheeting or drooling phenomenon occurring in an olefin polymerization process This effectively reduces long-term continuous operation, and the obtained final product relates to an olefin polymerization method using an antistatic agent for a metallocene olefin polymerization process that can be applied to various applications including food contact applications.

메탈로센 촉매를 이용하여 제조되는 폴리올레핀은 좁은 분자량 분포 및 좁은 화학 조성의 특징으로 제품에 개선된 구조적 성능, 예컨대 필름에서 높은 충격 강도 및 투명도를 제공한다.Polyolefins produced using metallocene catalysts are characterized by narrow molecular weight distributions and narrow chemical compositions, providing products with improved structural performance, such as high impact strength and transparency in films.

메탈로센 촉매의 이러한 장점에도 불구하고 메탈로센 촉매를 종래 중합 시스템, 특히 유동층 반응기에 사용될 경우, “시팅(Sheeting)” 또는 “드룰링(Drooling)”이 발생할 수 있다. 미국 특허 제5,436,304호 및 제5,405,922호를 참조한다. 시팅(Sheeting)은 반응기 벽에 대한 융합된 촉매 및 수지 입자의 접착이다. 드룰링(또는 “돔 시트”, Drooling)은 반응기 벽에 대한 융합된 촉매 및 수지 입자의 접착인 점은 시팅과 동일하나 발생 위치가 돔의 원뿔 부분 또는 반응기의 상부 상 반구형 헤드인 점이 다르다. 상기 시팅(Sheeting)은 적절히 완화되지 않을 경우, 상업용 기체 상 폴리올레핀 생성 반응기에서 문제가 될 수 있다. 상기 문제는 반응기의 벽 상에 중합체의 큰 고체 덩어리를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이러한 고체 덩어리 또는 중합체(시트)는 결국 벽으로부터 제거되어 반응 구획으로 떨어지고, 여기서 유동화를 방해하고, 생성물 배출구를 블로킹하고, 결국 반응기를 강제로 셧-다운(Shut-down)시키는 상황을 야기한다.In spite of these advantages of metallocene catalysts, "sheeting" or "drooling" may occur when metallocene catalysts are used in conventional polymerization systems, particularly in fluidized bed reactors. See US Patent Nos. 5,436,304 and 5,405,922. Sheeting is the adhesion of fused catalyst and resin particles to the reactor wall. Drooling (or "dome sheet", Drooling) is the same as sheeting in that it is the adhesion of fused catalyst and resin particles to the reactor wall, except that it occurs in the conical part of the dome or hemispherical head on the top of the reactor. Sheeting can be a problem in commercial gas phase polyolefin production reactors if not adequately mitigated. The problem is characterized by the formation of large solid masses of polymer on the walls of the reactor. These solid masses or polymers (sheets) eventually dislodge from the walls and fall into the reaction zone, where they interfere with fluidization, block the product outlet, and eventually cause a situation that forces the reactor to shut down.

따라서 다양한 시팅 제어 방법이 개발되어 왔다. 이것은 종종 시팅이 생성되는 것으로 알려진 영역에서 반응기 벽 근처의 정전하를 모니터링하고, 정전기 수준이 소정 범위 밖에 존재할 경우, 정전기 제어제를 반응기로 도입하는 것을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,803,251호 및 제5,391,657호에는 유동층 반응기에 다양한 화학적 첨가제를 사용하여 반응기 중 정전하를 제어하는 것이 개시되어 있다. 미국 특허 제4,803,251호 및 제5,391,657호에는 지글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매를 사용한 시팅 공정에서 정전기가 중요한 역할을 한다고 개시되어 있다. 촉매 및 수지 입자 상 정전하 수준이 특정 임계 수준을 초과할 경우, 입자는 정전기력에 의해 반응기의 접지된 금속 벽에 부착된다. 반응성 환경 하에 벽에 충분히 오랫동안 존재하도록 허용될 경우, 과도한 온도가 입자 소결 및 용융을 초래하여 시트 또는 드룰을 생성할 수 있다.Accordingly, various seating control methods have been developed. This often involves monitoring the static charge near the walls of the reactor in areas where sheeting is known to form, and introducing a static control agent into the reactor if the static level is outside a certain range. For example, U.S. Pat. Nos. 4,803,251 and 5,391,657 disclose the use of various chemical additives in a fluidized bed reactor to control static charge in the reactor. US Patent Nos. 4,803,251 and 5,391,657 disclose that static electricity plays an important role in sheeting processes using Ziegler-Natta catalysts. When the level of static charge on the catalyst and resin particles exceeds a certain critical level, the particles adhere to the grounded metal walls of the reactor by electrostatic forces. If allowed to exist on the wall long enough under a reactive environment, excessive temperatures can lead to particle sintering and melting, creating sheets or drules.

미국 특허 제4,532,311호에는 유동층의 대전도의 표시를 얻기 위하여 반응기 정전기 프로브(전압 프로브)를 사용하는 것이 개시되어 있다. 미국 특허 제4,855,370호는 반응기에 물 투입(에틸렌 공급물의 1 내지 10 ppm의 양으로)과 정전기 프로브를 조합하여 반응기에서 정전기 수준을 제어한다. 이러한 방법은 지글러-나타 촉매에 효과적이지만, 메탈로센 촉매에는 효과적이지 않은 것으로 입증되었다. 미국 특허 제6,548,610호에는 패러데이(Faraday) 드럼을 사용하여 정전하를 측정하고, 필요할 경우 정전기 제어제를 반응기에 공급하여 측정된 전하를 소정 범위 내에 유지시킴으로써, 돔 시팅 (또는 "드룰링")을 방지하는 방법이 기재되어 있다.U.S. Patent No. 4,532,311 discloses the use of a reactor electrostatic probe (voltage probe) to obtain an indication of the electrical conductivity of the fluidized bed. U.S. Patent No. 4,855,370 controls the level of static electricity in the reactor by combining water input to the reactor (in an amount of 1 to 10 ppm of ethylene feed) and an electrostatic probe. This method has proven effective for Ziegler-Natta catalysts, but not for metallocene catalysts. U.S. Patent No. 6,548,610 discloses dome sheeting (or "drooling") by measuring the static charge using a Faraday drum and, if necessary, supplying a static control agent to the reactor to keep the measured charge within a predetermined range. How to prevent it is described.

메탈로센 촉매를 사용할 경우, 공정안정성을 개선시키기 위한 다양한 기술이 개발되어 왔다. 예를 들어, 감소된 오염 경향 및 우수한 작동성을 갖는 메탈로센 촉매 시스템을 제조하기 위한 다양한 지지 절차 또는 방법이 미국 특허 제5,283,278호에 논의되어 있으며, 상기 문헌에는 메탈로센 촉매의 예비중합이 개시되어 있다. 다른 지지 방법은 미국 특허 제5,332,706호, 제5,473,028호, 제5,427,991호, 제5,643,847호, 제5,492,975호, 제5,661,095호 및 PCT 공보 WO 97/06186호, WO 97/15602호 및 WO 97/27224호에 개시되어 있다. 다른 문헌에는 메탈로센 촉매 및 통상의 지글러-나타 촉매를 사용하여 반응기 연속성을 개선시키기 위한 다양한 변법이 논의되었다. PCT 공보 WO 96/08520호, WO 97/14721호 및 미국 특허 제5,627,243호, 제5,461,123호, 제5,066,736호, 제5,610,244호, 제5,126,414호 및 EP 0549252호를 참조한다. 중합 장비의 코팅, 특히 개시 시 중합 속도의 제어, 및 반응기 설계 변경 및 다양한 제제의 반응기로의 주입을 포함하는, 작동성을 개선시키기 위한 다양한 다른 방법이 존재한다.When using a metallocene catalyst, various technologies have been developed to improve process stability. For example, various supporting procedures or methods for preparing metallocene catalyst systems with reduced fouling propensity and superior operability are discussed in U.S. Patent No. 5,283,278, which describes prepolymerization of metallocene catalysts. has been initiated. Other supporting methods are described in U.S. Patent Nos. 5,332,706, 5,473,028, 5,427,991, 5,643,847, 5,492,975, 5,661,095 and PCT Publications WO 97/06186, WO 97/15602 and WO 97/27224. has been initiated. Other literature has discussed various modifications to improve reactor continuity using metallocene catalysts and conventional Ziegler-Natta catalysts. See PCT Publication Nos. WO 96/08520, WO 97/14721 and US Pat. Nos. 5,627,243, 5,461,123, 5,066,736, 5,610,244, 5,126,414 and EP 0549252. A variety of other methods exist for improving operability, including coating the polymerization equipment, controlling the rate of polymerization, especially at start-up, and altering the reactor design and injecting various agents into the reactor.

다양한 제제의 반응기로의 주입과 관련하여, 대전방지제(정전기 방지제) 및 공정 "연속 첨가제"가 다양한 공보의 주제가 되어왔다. 예를 들어, EP 0453116호에는 시트 및 응집체의 양을 감소시키기 위하여 반응기에 대전방지제를 도입하는 것이 개시되어 있다. 미국 특허 제4,012,574호에는 퍼플루오로카본기를 갖는 표면-활성 화합물을 반응기에 첨가하여 오염을 감소시키는 것이 개시되어 있다. WO 97/46599호에는 촉매 공급 스트림이 오염 방지제 또는 대전방지제, 예컨대 아트머(Atmer) 163 (미국 메릴랜드주 볼티모어 소재 ICI 스페셜티 케미칼(Specialty Chemicals)로부터 시판됨)을 함유할 수 있다고 개시되어 있다. 상기 특허를 포함한 다수의 참고문헌이 대전방지제를 언급하고 있지만, 대부분의 경우에, 정전기가 결코 완전히 제거되지 않는다. 오히려, 현재 중합 시스템에 존재하는 것의 반대 전하를 발생시킴으로써 그것을 허용되는 수준으로 감소시킨다. 이러한 점에서, 이러한 "정전기 방지"제는 실제로 반응기에서 순 정전하를 감소시키는 보상 전하를 생성하는 "프로-정전기"제이다.In connection with the injection of various agents into the reactor, antistatic agents (antistatic agents) and process “continuous additives” have been the subject of various publications. For example, EP 0453116 discloses the introduction of antistatic agents into the reactor to reduce the amount of sheets and agglomerates. U.S. Patent No. 4,012,574 discloses adding a surface-active compound having a perfluorocarbon group to a reactor to reduce fouling. WO 97/46599 discloses that the catalyst feed stream may contain an antifouling or antistatic agent such as Atmer 163 (available from ICI Specialty Chemicals, Baltimore, MD). Although many references, including the above patents, mention antistatic agents, in most cases static electricity is never completely removed. Rather, it reduces it to an acceptable level by generating a charge opposite to that present in the polymerization system. In this regard, these "antistatic" agents are actually "pro-static" agents that create a compensating charge that reduces the net static charge in the reactor.

미국 특허 출원 공보 제2008/027185호에 기재된 바와 같이, 알루미늄 스테아레이트, 알루미늄 디스테아레이트, 에톡실화 아민, 옥타스타트(Octastat) 2000, 폴리술폰 공중합체와 폴리아민 및 유용성 술폰산의 혼합물(스타트세이프, Statsafe) 뿐만 아니라, 카르복실레이트화 금속 염과 아민-함유 화합물, 예컨대 상표명 케마민(Kemamine) 및 아트머 하에 시판되는 것의 혼합물을 사용하여 반응기에서 정전기 수준을 제어할 수 있다.As described in US Patent Application Publication No. 2008/027185, aluminum stearate, aluminum distearate, ethoxylated amines, Octastat 2000, polysulfone copolymers with polyamines and mixtures of oil soluble sulfonic acids (Statsafe, ), as well as mixtures of carboxylated metal salts and amine-containing compounds, such as those sold under the trade names Kemamine and Atmer, can be used to control the level of static electricity in the reactor.

상기 기재된 정전기 제어제는 감소된 촉매 생산성을 초래할 수 있다. 감소된 생산성은 첨가제 중 잔류 수분의 결과로서 존재할 수 있다. 또한, 감소된 생산성은 중합 촉매와 정전기 제어제의 상호 작용, 예컨대 정전기 제어제 화합물 중 히드록실기와의 반응 또는 착체화로 인한 것일 수 있다. 사용되는 정전기 제어제 및 시팅을 억제시키기 위하여 필요한 정전기 제어제의 양에 따라, 40% 이상의 촉매 활성의 손실이 관찰되었다.The static control agents described above can result in reduced catalyst productivity. Reduced productivity may exist as a result of residual moisture in the additive. Also, the reduced productivity may be due to interactions of the polymerization catalyst with the static control agent, such as reaction or complexation with hydroxyl groups in the static control agent compound. Depending on the static control agent used and the amount of static control agent needed to inhibit sitting, a loss of catalytic activity of 40% or more was observed.

전술한 내용에 따라, 특히 메탈로센 촉매 시스템을 유동층 반응기에 적용하였을 때, 반응기 내에서의 정전기 수준 및 이에 따른 시팅 제어에 유용한 첨가제가 요망된다.In accordance with the foregoing, there is a need for additives useful for controlling the level of static electricity in the reactor and thus the seating, especially when metallocene catalyst systems are applied to fluidized bed reactors.

따라서, 본 발명의 목적은 디글리세롤 올리에이트(diglycerol oleate)를 포함하는 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법을 제공한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an olefin polymerization method using an antistatic agent for a metallocene olefin polymerization process including diglycerol oleate.

본 발명의 다른 목적은 중단사건(Discontinuity Event)이 효과적으로 감소되어 장시간 연속 운전이 가능하며, 얻어진 최종 제품은 식품 접촉 용도를 포함하는 다양한 응용분야에 적용될 수 있는 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an antistatic agent for a metallocene olefin polymerization process, in which discontinuity events are effectively reduced and continuous operation is possible for a long time, and the final product obtained can be applied to various applications including food contact applications. It is to provide an olefin polymerization method using

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저분자 탄화수소에 디글리세롤 올리에이트(Diglycerol Oleate)를 포함하는 대전방지제를 혼합시킨 혼합물을 형성하는 단계, 상기 대전방지제 혼합물 및 메탈로센 촉매 및 알루미녹산을 포함하는 메탈로센-기재 촉매 조성물을 2개 이상의 중합 반응기에 공급하는 단계 및 상기 대전방지제 혼합물 및 촉매 조성물의 존재 하에서, 하나 이상의 알파-올레핀을 중합하는 단계를 포함하는 올레핀 중합 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a step of forming a mixture in which an antistatic agent containing diglycerol oleate is mixed with a low molecular hydrocarbon, the antistatic agent mixture, a metallocene catalyst, and aluminoxane. A process for olefin polymerization comprising feeding a metallocene-based catalyst composition to two or more polymerization reactors and polymerizing one or more alpha-olefins in the presence of the antistatic agent mixture and the catalyst composition.

본 발명에 따른 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법에서 디글리세롤 올리에이트(diglycerol oleate)를 대전방지제로서 사용하여, 중단사건(Discontinuity Event)이 효과적으로 감소되어 장시간 연속 운전이 가능하며, 얻어진 최종 제품은 식품 접촉 용도를 포함하는 다양한 응용분야에 적용될 수 있는 폴리올레핀 중합체를 제조할 수 있다.In the olefin polymerization method using the antistatic agent for the metallocene olefin polymerization process according to the present invention, diglycerol oleate is used as an antistatic agent, so that discontinuity events are effectively reduced and continuous operation for a long time is possible. , the resulting final product can make polyolefin polymers that can be applied in a variety of applications including food contact applications.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 올레핀 중합 방법을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유동층 반응기 내부 온도 프로파일 결과를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대전방지제 투입량과 촉매 생산성 결과를 나타낸 도면.
1 is a view showing an olefin polymerization method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the result of the temperature profile inside the fluidized bed reactor according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing the results of the amount of antistatic agent and catalyst productivity according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서, 필요에 따라, 폴리올레핀 수지를 단순히 폴리머 또는 폴리 올레핀으로 부르거나, 에틸렌계 폴리머, 중합체, 고분자, 올레핀 중합체 등으로 부르기도 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the following description, the polyolefin resin is simply referred to as a polymer or polyolefin, or referred to as an ethylene-based polymer, a polymer, a polymer, an olefin polymer, or the like, as necessary.

본 발명에 따른 메탈로센 올레핀 중합 공정용 대전방지제를 이용한 올레핀 중합 방법은 저분자 탄화수소에 디글리세롤 올리에이트(Diglycerol Oleate)를 포함하는 대전방지제를 혼합시킨 혼합물을 형성하는 단계, 상기 대전방지제 혼합물 및 메탈로센 촉매 및 알루미녹산을 포함하는 메탈로센-기재 촉매 조성물을 2개 이상의 중합 반응기에 공급하는 단계 및 상기 대전방지제 혼합물 및 촉매 조성물의 존재 하에서, 하나 이상의 알파-올레핀을 중합하는 단계를 포함한다.The olefin polymerization method using the antistatic agent for the metallocene olefin polymerization process according to the present invention comprises the steps of forming a mixture in which an antistatic agent containing diglycerol oleate is mixed with a low molecular hydrocarbon, the antistatic agent mixture and the metal feeding a metallocene-based catalyst composition comprising a rosene catalyst and an aluminoxane to two or more polymerization reactors and polymerizing one or more alpha-olefins in the presence of the antistatic mixture and catalyst composition. .

상기 대전방지제는 에틸렌 또는 프로필렌과 같은 올레핀의 중합 공정 중에서 발생하는 정전기를 효과적으로 제거하기 위한 역할로서, 구체적으로 중합 반응기 안에서 발생되는 정전기의 수준(level)을 시팅(Sheeting), 드룰링(Drooling) 등의 현상에 의한 중단 사건(Discontinuity Event)을 야기할 수 있는 수준 이하로 낮출 수 있어, 반응기의 벽 상에 중합체의 적층 형성을 방지, 제거 또는 감소시킬 수 있다. The antistatic agent serves to effectively remove static electricity generated during the polymerization process of olefins such as ethylene or propylene. can be lowered below a level that can cause a discontinuity event due to the phenomenon of the polymer layer formation on the walls of the reactor can be prevented, eliminated or reduced.

상기 대전방지제는 액상의 대전방지제로서, 팜유(Palm Oil)로부터 추출된 성분인 디글리세롤 올리에이트(Diglycerol Oleate)를 포함하며, 특히, 디글리세롤 올리에이트를 대전방지제로서, 메탈로센 촉매를 이용한 올레핀 중합 공정에 사용하였을 때, 대전방지제로서 유용할 수 있다. 상기 대전방지제로서 사용되는 디글리세롤 올리에이트는 팜유(Palm Oil)로부터 추출된 성분이므로, 상기 대전방지제를 사용하여 만들어진 제품은 식품 접촉(Food Contact) 용도에 안전하게 사용될 수 있다. The antistatic agent is a liquid antistatic agent, and includes diglycerol oleate, which is a component extracted from palm oil. When used in polymerization processes, it can be useful as an antistatic agent. Since diglycerol oleate used as the antistatic agent is a component extracted from palm oil, products made using the antistatic agent can be safely used for food contact applications.

본원발명에 따른 대전방지제로서 사용되는 디글리세롤 올리에이트를 저분자 탄화수소에 혼합시킨 혼합물을 형성함으로서, 상기 혼합물의 대전방지제를 중합 반응기 시스템에 투입되어 올레핀 중합 공정에 사용한다. 상기 저분자 탄화수소는 탄소수 6 내지 40의 탄화수소이며, 바람직하게 탄소수 6 내지 36의 포화 탄화수소이며, 구체적으로 헥산, 헵탄, 톨루엔, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더욱 구체적으로 헥산을 선택하여 사용한다. 상기 디글리세롤 올리에이트와 저분자 탄화수소의 혼합물에 있어서, 디글리세롤 올리에이트의 농도는 전체 혼합물에 있어서, 0.1 내지 100 중량%, 구체적으로 0.1 내지 50 중량%, 보다 구체적으로 0.5 내지 10 중량%인 것이 바람직하다.By forming a mixture in which diglycerol oleate used as an antistatic agent according to the present invention is mixed with a low molecular hydrocarbon, the antistatic agent of the mixture is introduced into a polymerization reactor system and used in an olefin polymerization process. The low molecular hydrocarbon is a hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms, preferably a saturated hydrocarbon having 6 to 36 carbon atoms, and is specifically selected from the group consisting of hexane, heptane, toluene, mineral oil, and mixtures thereof, more specifically hexane and use it In the mixture of diglycerol oleate and low molecular hydrocarbon, the concentration of diglycerol oleate is preferably 0.1 to 100% by weight, specifically 0.1 to 50% by weight, more specifically 0.5 to 10% by weight, based on the total mixture. do.

본원발명에 따른 폴리올레핀 중합체의 중합을 위한 2개 이상의 중합 반응기는, 용액, 슬러리 또는 기상 중합 기구에 의하여, 에틸렌의 단독 중합 및 임의의 알파-올레핀 공단량체와 함께 공중합하는 것이 적합하고, 특히 슬러리 또는 기상 중합 공정에 사용되는 중합 기구가 적합하다. 보다 구체적으로, 1종 이상의 중합 반응기 시스템은 기체 상 반응기, 슬러리 반응기 및 용액 반응기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 반응기가 직렬로 연결된 중합 공정을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 선중합용 루프 반응기, 선중합용 CSTR 반응기, 유동층 반응기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 선중합 반응기 및 하나 이상의 유동층 반응기가 직렬로 연결된 중합 반응기를 사용할 수 있다.Two or more polymerization reactors for the polymerization of polyolefin polymers according to the present invention are suitable for homopolymerization of ethylene and copolymerization with any alpha-olefin comonomer, in particular by means of a solution, slurry or gas phase polymerization apparatus, a slurry or Polymerization mechanisms used in gas phase polymerization processes are suitable. More specifically, the one or more polymerization reactor systems preferably use a polymerization process in which one or more reactors selected from the group consisting of a gas phase reactor, a slurry reactor, and a solution reactor are connected in series, specifically a loop reactor for pre-polymerization; A polymerization reactor in which one or more prepolymerization reactors selected from the group consisting of a CSTR reactor for prepolymerization and a fluidized bed reactor and one or more fluidized bed reactors are connected in series may be used.

각각의 중합 반응기 시스템에 따른 중합 반응 조건은 메탈로센 촉매 성분의 종류, 담지 촉매의 조성, 단량체 및 공단량체의 종류, 중합 방법(예를 들면, 용액 중합, 슬러리 중합, 기상 중합 등), 얻고자 하는 중합 결과 또는 중합체의 형태에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 이와 같은 올레핀 중합 반응에서 통상적으로 중합 반응 온도는 약 20 내지 200 ℃ 및 중합 압력은 10 내지 7,000 psig에서 올레핀 중합 공정을 수행할 수 있다.The polymerization reaction conditions according to each polymerization reactor system are the type of metallocene catalyst component, the composition of the supported catalyst, the type of monomer and comonomer, the polymerization method (eg, solution polymerization, slurry polymerization, gas phase polymerization, etc.), obtaining It may be variously modified according to the desired polymerization result or the shape of the polymer. For example, in such an olefin polymerization reaction, the olefin polymerization process may be performed at a polymerization reaction temperature of about 20 to 200 °C and a polymerization pressure of 10 to 7,000 psig.

본 발명에 따른 대전방지제를 사용하여 제조되는 올레핀 중합체의 밀도는 중합 온도를 변화시키거나, 반응기 내 공단량체 농도를 변경하는 방법으로 조절 가능하다. 본 발명의 폴리올레핀의 분자량은 중합 온도를 변화시키거나, 반응기 내 수소 농도를 변경하는 방법으로 조절 가능하다.The density of the olefin polymer prepared using the antistatic agent according to the present invention can be adjusted by changing the polymerization temperature or changing the comonomer concentration in the reactor. The molecular weight of the polyolefin of the present invention can be controlled by changing the polymerization temperature or changing the hydrogen concentration in the reactor.

중합 방법polymerization method

본 발명에 따른 올레핀 중합 방법에 있어서, 상기 저분자 탄화수소 및 디글리세롤 올리에이트가 혼합된 대전방지제 혼합물은 촉매 조성물과 중합반응기에 연속적으로 공급된다. 도 1은 본 발명에 따른 올레핀 중합 방법을 예시적으로 보여주는 도면이며, 구체적으로, 대전방지제 혼합물(1, 4, 7) 및 촉매 조성물(1')은 각각 독립적으로 2개 이상의 중합 반응기(2, 5)에 공급되며, 상기 중합 반응기 시스템은 용액, 기체 상, 슬러리 상 및 고압 공정 또는 그들의 조합을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 본원발명의 예시적인 실시양태에서, 올레핀계 단량체인 에틸렌과 알파-올레핀 공단량체인 1-헥센의 기체상 중합이 제공된다. 상기 중합 반응기는 메탈로센-기재 촉매 조성물(1') 및 대전 방지제 혼합물(1)의 존재 하에서, 에틸렌과 하나 이상의 알파-올레핀을 예비 중합하는 선중합 루프 반응기(2) 및 상기 예비 중합체를 중합하여 올레핀 중합체를 형성하는 유동층 반응기(5)가 직렬로 연결된 구성을 포함한다. 상기 중합 반응기에서 통상적인 중합 공정(예비중합 및/또는 본 중합 공정)에 의하여 올레핀 중합체를 형성할 수 있다. 예를 들면, 메탈로센 촉매 조성물(1') 및 대전 방지제 혼합물(1)이 선중합 루프 반응기(2)로 유입되며, 이때 에틸렌과 알파 올레핀이 단독 혹은 혼입되어 투입될 수 있으며, 분자량 조절제인 수소가 함께 투입되어 일정한 반응조건 하에서 예비 중합체를 형성할 수 있다. 상기 예비 중합체는 유동층 반응기(5)로 유입되어 일정한 반응 조건하에서 올레핀 중합체를 형성(8)할 수 있다. 본 발명의 중합 공정 시스템은 광범위한 온도 및 압력에 걸쳐 임의의 예비중합 및/또는 중합 공정에서 사용하기에 적합하다. 선중합 반응기에서의 중합 온도는 -60 ℃ 내지 약 280 ℃, 바람직하게는 0 ℃ 내지 약 150 ℃, 보다 특정한 실시양태에서 30 ℃ 내지 100 ℃, 또 다른 실시양태에서 30 ℃ 내지 60 ℃의 범위일 수 있다. 상기 유동층 반응기에서의 중합 온도는 -60 ℃ 내지 약 280 ℃, 바람직하게는 50 ℃ 내지 약 200 ℃, 보다 특정한 실시양태에서 60 ℃ 내지 120 ℃, 또 다른 실시양태에서 60 ℃ 내지 90 ℃의 범위일 수 있다.In the olefin polymerization method according to the present invention, the antistatic agent mixture in which the low molecular hydrocarbon and diglycerol oleate are mixed is continuously supplied to the catalyst composition and the polymerization reactor. 1 is a view showing an olefin polymerization method according to the present invention by way of example, and specifically, the antistatic agent mixture (1, 4, 7) and the catalyst composition (1 ') are each independently two or more polymerization reactors (2, 5), the polymerization reactor system may include a solution, gas phase, slurry phase and high pressure process or a combination thereof, specifically, in an exemplary embodiment of the present invention, the olefinic monomers ethylene and alpha- Gas phase polymerization of 1-hexene, an olefin comonomer, is provided. The polymerization reactor is a prepolymerization loop reactor (2) for prepolymerizing ethylene and one or more alpha-olefins in the presence of a metallocene-based catalyst composition (1′) and an antistatic agent mixture (1) and polymerizing the prepolymer It includes a configuration in which fluidized bed reactors 5 for forming olefin polymers are connected in series. In the polymerization reactor, an olefin polymer may be formed by a conventional polymerization process (pre-polymerization and/or main polymerization process). For example, the metallocene catalyst composition (1′) and the antistatic agent mixture (1) are introduced into the prepolymerization loop reactor (2), where ethylene and alpha olefin may be added alone or mixed, and the molecular weight regulator Hydrogen may be added together to form a prepolymer under certain reaction conditions. The prepolymer may be introduced into a fluidized bed reactor (5) to form an olefin polymer (8) under certain reaction conditions. The polymerization process system of the present invention is suitable for use in any prepolymerization and/or polymerization process over a wide range of temperatures and pressures. The polymerization temperature in the prepolymerization reactor may range from -60 °C to about 280 °C, preferably from 0 °C to about 150 °C, in more specific embodiments from 30 °C to 100 °C, and in yet other embodiments from 30 °C to 60 °C. can The polymerization temperature in the fluidized bed reactor may range from -60 °C to about 280 °C, preferably from 50 °C to about 200 °C, in more specific embodiments from 60 °C to 120 °C, and in yet another embodiment from 60 °C to 90 °C. can

상기 대전방지제 혼합물은 메탈로센 촉매 조성물과 독립적으로 또는 함께 중합 반응기에 공급될 수 있다. 구체적으로, 상기 대전방지제 혼합물 및 메탈로센 촉매 조성물이 각각 독립적으로 공급되는 경우, 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물은 각각 독립적인 피딩(Feeding) 라인으로 중합 반응기에 연속 주입되며, 상기 중합 반응기에 대해, 반응기 전단, 반응기 후단, 반응기 내부 및 리사이클 순환 라인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 위치에서 투입될 수 있다. The antistatic agent mixture may be supplied to the polymerization reactor independently or together with the metallocene catalyst composition. Specifically, when the antistatic agent mixture and the metallocene catalyst composition are supplied independently, the antistatic agent mixture and the catalyst composition are continuously injected into the polymerization reactor through independent feeding lines, respectively, to the polymerization reactor, It may be introduced at one or more locations selected from the group consisting of a front end of the reactor, a rear end of the reactor, an inside of the reactor, and a recycle line.

상기 대전방지제 혼합물 및 촉매 조성물이 함께 공급되는 경우, 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물은 각각 독립적인 피딩 라인으로 연속 주입되는 것은 동일하나, 상기 2개의 독립적인 라인이 중합 반응기 시스템에 도달하기 전, 중합 반응기에 연결된 라인에서 서로 합쳐진 후 중합 반응기에 투입되거나; 또는 상기 대전 방지제 혼합물과 촉매 조성물을 교반 가능한 별도의 용기에서 일정 시간 동안 교반시킨 후, 반응기와 연결된 라인을 통해 중합 반응기에 공급하는 것을 포함한다. When the antistatic agent mixture and the catalyst composition are supplied together, it is the same that the antistatic agent mixture and the catalyst composition are continuously injected through independent feeding lines, but before the two independent lines reach the polymerization reactor system, the polymerization reactor or put into a polymerization reactor after being combined with each other in a line connected to; or stirring the antistatic agent mixture and the catalyst composition in a separate stirrable container for a predetermined time, and then supplying the mixture to the polymerization reactor through a line connected to the reactor.

본 발명의 중합 공정은 반응기 내에서 발생된 정전기를 제거하기 위해, 중합 전(前), 중합 중(中), 중합 후(後)에 액상의 대전방지제가 연속적으로 주입되는 것을 더욱 포함한다. 상기 대전방지제의 주입 위치는 반응기 전/후단, 반응기 및 촉매 저장탱크가 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 대전방지제는 선중합 루프 반응기(2), 유동층 반응기(5) 및 상기 선중합 루프 반응기 및 유동층 반응기를 연결하는 라인(4)에 각각 공급된다. 이때, 상기 대전방지제는 저분자 탄화수소와 혼합된 대전방지제 혼합물인 것이 바람직하다. 상기 대전방지제를 저분자 탄화수소와 혼합하지 않고 단독으로 사용하는 경우, 대전방지제의 투입량이 생성되는 폴리머 대비 상대적으로 소량, 예를 들면, ppm 수준의 매우 적은 소량으로 사용되므로, 정량 주입이 어려운 문제가 있고, 대전방지제 자체의 높은 점도로 인해 고점도 이송 펌프 등의 별도의 투입 설비가 필요하여 공정이 복잡해질 수 있다. The polymerization process of the present invention further includes continuously injecting a liquid antistatic agent before polymerization, during polymerization, and after polymerization in order to remove static electricity generated in the reactor. The injection location of the antistatic agent may include a front/back end of the reactor, a reactor, and a catalyst storage tank. Specifically, the antistatic agent is supplied to the prepolymerization loop reactor 2, the fluidized bed reactor 5, and the line 4 connecting the prepolymerization loop reactor and the fluidized bed reactor, respectively. At this time, it is preferable that the antistatic agent is an antistatic agent mixture mixed with a low molecular hydrocarbon. When the antistatic agent is used alone without mixing with a low molecular hydrocarbon, the amount of the antistatic agent is used in a relatively small amount, for example, in a ppm level, compared to the polymer to be produced, so it is difficult to inject a metered amount. However, due to the high viscosity of the antistatic agent itself, a separate input facility such as a high-viscosity transfer pump is required, which can complicate the process.

상기 중합 반응기의 내부 온도, 압력, 밀도 프로파일을 모니터링하여 정전기에 의한 반응기 내부의 물질 흐름이 원활하지 않다고 판단되는 경우, 투입되는 대전방지제의 양을 증가시켜 정전기 수준(Level)을 낮춘다. 적절량의 대전방지제가 투입되면, 반응기 내부의 물질 흐름이 다시 원활해진다. 발생되는 정전기 수준은 사용되는 촉매의 종류, 공정 조건 및 생산되는 폴리머의 분자량, 분자량 분포 및 밀도에 따라 달라지므로, 대전방지제 투입량도 발생되는 정전기 수준에 따라 적절히 조절되어야 한다. 바람직하게, 상기 대전방지제의 전체적인 농도는 중합체 생성물에 있어서 1 내지 2,000 ppmw(parts per million weight), 구체적으로 2 내지 1,000 ppmw, 보다 구체적으로 2 내지 200 ppmw, 더욱 구체적으로 50 내지 60 ppmw인 것이 바람직하다. 상기 디글리세롤 올리에이트의 농도가 1 ppmw 미만이면, 정전기 제거 성능 및 촉매 생산성(Mileage, 마일리지, 단위 촉매 무게 당 형성된 중합체 무게)이 낮아지는 문제가 있고, 2,000 ppmw 초과면, 촉매 생산성이 크게 감소하는 문제가 있다. 상기 ppmw의 용어는 parts per million weight를 의미하며, 예를 들어, 2,000 ppmw는 디글리세롤 올리에이트가 반응기 내부에 존재하는 중합체 생성물 중 0.2 wt% 만큼 포함되어 있는 것을 의미한다.When it is determined that the material flow inside the reactor due to static electricity is not smooth by monitoring the internal temperature, pressure, and density profile of the polymerization reactor, the level of static electricity is lowered by increasing the amount of the antistatic agent introduced. When an appropriate amount of antistatic agent is added, the material flow inside the reactor becomes smooth again. Since the level of static electricity generated varies depending on the type of catalyst used, process conditions, and the molecular weight, molecular weight distribution, and density of the polymer produced, the amount of antistatic agent added must be appropriately adjusted according to the level of static electricity generated. Preferably, the total concentration of the antistatic agent is preferably 1 to 2,000 ppmw (parts per million weight), specifically 2 to 1,000 ppmw, more specifically 2 to 200 ppmw, and more specifically 50 to 60 ppmw in the polymer product. do. If the concentration of the diglycerol oleate is less than 1 ppmw, there is a problem in that static electricity removal performance and catalyst productivity (mileage, mileage, weight of polymer formed per unit catalyst weight) are lowered, and if it exceeds 2,000 ppmw, catalyst productivity is greatly reduced. there is a problem. The term ppmw means parts per million weight, and for example, 2,000 ppmw means that diglycerol oleate is included as much as 0.2 wt% of the polymer product present in the reactor.

또한, 상기 1종 이상의 중합 반응기에 있어서, 디글리세롤 올리에이트의 유량은 상이할 수 있으며, 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따라, 선중합용 루프 반응기에서 디글리세롤 올리에이트의 유량은 중합체 생성물에 있어서, 10 내지 100 g/h, 바람직하게는 50 g/h이며, 유동층 반응기에서 디글리세롤 올리에이트의 유량은 5 내지 50 g/h, 바람직하게는 20 g/h이며, 선중합용 루프 반응기 및 유동층 반응기를 연결하는 라인에서 디글리세롤 올리에이트의 유량은 5 내지 50 g/h, 바람직하게는 20 g/h이다.In addition, in the one or more polymerization reactors, the flow rate of diglycerol oleate may be different, for example, according to an embodiment of the present invention, the flow rate of diglycerol oleate in the loop reactor for pre-polymerization is 10 to 100 g/h, preferably 50 g/h, and the flow rate of diglycerol oleate in the fluidized bed reactor is 5 to 50 g/h, preferably 20 g/h, and the loop reactor and fluidized bed for prepolymerization are The flow rate of diglycerol oleate in the line connecting the reactor is 5 to 50 g/h, preferably 20 g/h.

또한, 촉매 생산성(Mileage, 마일리지)은 단위 촉매 무게 당 형성된 중합체 무게로서, 상기 디글리세롤 올리에이트의 투입량에 있어서, 마일리지(촉매 생산성)가 1,000 g/g 이상, 바람직하게는 1,400 g/g 이상이다.In addition, catalyst productivity (mileage) is the weight of the polymer formed per unit catalyst weight, and the mileage (catalyst productivity) is 1,000 g/g or more, preferably 1,400 g/g or more, based on the input amount of diglycerol oleate. .

본 발명에 따른 올레핀 중합체는 1종 이상의 알파-올레핀이 중합된 것으로 구체적으로, 올레핀계 단량체인 에틸렌과 알파-올레핀 공단량체의 공중합체인 것이 바람직하다. 상기 공단량체로는 탄소수 3 이상인 알파-올레핀이 사용될 수 있다. 상기 탄소수 3 이상의 공단량체는 예를 들면, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센 또는 1-에이코센 등이 있다. 상기 알파-올레핀 공단량체의 함량은 에틸렌 및 알파-올레핀 공중합체 100몰%에 있어서, 1 내지 4 몰%, 바람직하게는 1.4 내지 4 몰%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 알파-올레핀 공단량체의 함량이 1몰% 미만이면 촉매시스템의 활성 감소로 인한 생산량 저하의 문제가 있고, 4몰% 초과면 수지 융점이 낮아 기상중합 시 반응기 내 시이팅(Sheeting) 문제가 발생할 수 있다.The olefin polymer according to the present invention is obtained by polymerizing one or more alpha-olefins, and is preferably a copolymer of ethylene, an olefinic monomer, and an alpha-olefin comonomer. As the comonomer, an alpha-olefin having 3 or more carbon atoms may be used. The comonomer having 3 or more carbon atoms is, for example, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, and 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene or 1-eicosene. The content of the alpha-olefin comonomer may be 1 to 4 mol%, preferably 1.4 to 4 mol%, based on 100 mol% of the ethylene and alpha-olefin copolymer, but is not limited thereto. If the content of the alpha-olefin comonomer is less than 1 mol%, there is a problem of reduced productivity due to a decrease in the activity of the catalyst system, and if it is more than 4 mol%, the melting point of the resin is low, causing sheeting in the reactor during gas phase polymerization. can

본 발명에 따라 제조된 올레핀 중합체의 중량평균분자량(Mw)은 50,000 내지 200,000 g/mol, 바람직하게는 60,000 내지 170,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 100,000 내지 160,000 g/mol일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 폴리올레핀 수지의 중량평균분자량(Mw)이 50,000 미만이면, 낮은 물성 및 압출 가공 시 흄(Fume) 발생의 문제가 있고, 200,000 초과면, 압출 가공 효율 저하(압출량 당 에너지 소모량 높음)의 문제가 있다.The weight average molecular weight (Mw) of the olefin polymer prepared according to the present invention may be 50,000 to 200,000 g/mol, preferably 60,000 to 170,000 g/mol, and more preferably 100,000 to 160,000 g/mol, but is limited thereto It is not. If the weight average molecular weight (Mw) of the polyolefin resin is less than 50,000, there is a problem of low physical properties and generation of fumes during extrusion processing, and if it exceeds 200,000, there is a problem of lowering extrusion processing efficiency (high energy consumption per extrusion amount) there is.

본원발명에 따른 폴리올레핀 수지는 에틸렌과 알파-올레핀 공단량체의 공중합체로 구성되며, 상기 폴리올레핀 수지의 용융지수(MI2.16, 190 ℃, 2.16 kg 하중 조건)는 0.01 내지 15 g/10min, 구체적으로 0.03 내지 10 g/10min이고, 밀도는 0.88 내지 0.98 g/㎤, 구체적으로 0.90 내지 0.96 g/㎤이다.The polyolefin resin according to the present invention is composed of a copolymer of ethylene and an alpha-olefin comonomer, and the melt index (MI2.16, 190 ° C., 2.16 kg load condition) of the polyolefin resin is 0.01 to 15 g / 10 min, specifically 0.03 to 10 g/10 min, and the density is 0.88 to 0.98 g/cm 3 , specifically 0.90 to 0.96 g/cm 3 .

본원발명에 따른 메탈로센-기재 촉매 조성물은 메탈로센계 담지 촉매를 포함할 수 있으며, 구체적으로 메탈로센 촉매 및 알루미녹산을 포함하며, 더욱 구체적으로는 메탈로센 촉매, 알루미녹산 및 다공성 담체를 포함할 수 있다.The metallocene-based catalyst composition according to the present invention may include a supported metallocene catalyst, specifically a metallocene catalyst and an aluminoxane, and more specifically a metallocene catalyst, an aluminoxane and a porous carrier. can include

상기 메탈로센 촉매 성분으로는 1종 이상의 메탈로센 화합물을 포함할 수 있으며, 구체적으로 에틸렌 중합에 통상적으로 사용되는 다양한 메탈로센 성분을 제한없이 사용할 수 있으나, 하기 화학식 1로 나타내는 메탈로센 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.The metallocene catalyst component may include one or more metallocene compounds, and specifically, various metallocene components commonly used in ethylene polymerization may be used without limitation, but a metallocene represented by the following formula (1) It is preferred to use a compound.

Figure 112020140351831-pat00001
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상기 화학식 1에서, Cp는 시클로펜타디에닐 라디칼이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 포스핀, 아미노, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알콕시, 알킬아미노, 디알킬아미노, 알콕시-알킬, 탄소수 2 내지 20의 알케닐, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 아릴록시-알킬, 알킬아릴, 또는 아릴알킬 라디칼이고, 예를 들면, 메틸, 1-프로필, 1-부틸, 메톡시 등이며, 바람직하게는 1-프로필 또는 1-부틸이 1종 이상 포함된다. M은 주기율표의 4족 전이 금속, 즉, 티타늄, 지르코늄, 하프늄이며, X는 각각 독립적으로 할로겐(예를 들면, 클로라이드(Cl) 등), 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알콕시, 탄소수 2 내지 20의 알케닐, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴록시 라디칼이고, 예를 들면, 클로라이드, 메틸, 벤질 등이다.In Formula 1, Cp is a cyclopentadienyl radical, and R1 and R2 are each independently hydrogen, phosphine, amino, alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy, alkylamino, dialkylamino, alkoxy-alkyl, carbon atoms 2 to 20 alkenyl, 6 to 20 carbon atoms, aryl, aryloxy-alkyl, alkylaryl, or arylalkyl radicals, such as methyl, 1-propyl, 1-butyl, methoxy, etc., preferably 1 - One or more types of propyl or 1-butyl are included. M is a Group 4 transition metal of the periodic table, that is, titanium, zirconium, and hafnium, and X is each independently halogen (eg, chloride (Cl), etc.), C1-C20 alkyl, alkoxy, C2-C20 alkenyl, aryl of 6 to 20 carbon atoms, alkylaryl, arylalkyl or aryloxy radicals, such as chloride, methyl, benzyl and the like.

상기 알루미녹산으로는 활성화제 또는 조촉매의 역할을 하는 것으로서, 일반적으로 올레핀 중합에 적합하다고 알려진 메틸알루미녹산(MAO) 또는 변형된 메틸알루미녹산(MMAO; Modified MAO) 뿐만 아니라, 상업적으로 판매되는 어떠한 알루미녹산도 사용할 수 있다. 상기 알루미녹산은 트리알킬알루미늄에 적당량의 물을 첨가하거나, 물을 포함하는 탄화수소 또는 무기 수화물염과 트리알킬알루미늄을 반응시키는 방법 등으로 제조할 수 있으며, 일반적으로 선형 또는 원형의 올리고머인 하이드로카빌 알루미녹산의 형태를 가진다. 전형적인 선형 알루미녹산은 다음 화학식 2로 표시되는 화합물로 나타내며, 전형적인 원형 알루미녹산은 다음 화학식 3으로 표시되는 화합물로 나타낸다.The aluminoxane serves as an activator or cocatalyst, and generally includes methylaluminoxane (MAO) or modified methylaluminoxane (MMAO; Modified MAO) known to be suitable for olefin polymerization, as well as any commercially available aluminoxane. Aluminoxanes can also be used. The aluminoxane can be prepared by adding an appropriate amount of water to trialkyl aluminum or by reacting trialkyl aluminum with a hydrocarbon or inorganic hydrate salt containing water. It has the form of green acid. A typical linear aluminoxane is represented by the compound represented by the following formula (2), and a typical circular aluminoxane is represented by the compound represented by the following formula (3).

Figure 112020140351831-pat00002
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Figure 112020140351831-pat00003
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상기 화학식 2 및 화학식 3에서 R’은 탄화수소 라디칼로서, 바람직하게는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 가지형 알킬 라디칼이다. 상기 화학식 2 및 화학식 3에서 R'의 대부분이 메틸기인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 반복단위의 30 내지 100%, 가장 바람직하게는 50 내지 70%가 메틸기이다. 상기 화학식 2에서 x는 1 내지 50, 바람직하게는 4 내지 30의 정수이며, 화학식 3에서 y는 3 내지 50, 바람직하게는 4 내지 30의 정수이다.In Formulas 2 and 3, R' is a hydrocarbon radical, preferably a linear or branched alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms. In Formulas 2 and 3, most of R' is preferably a methyl group, more preferably 30 to 100%, and most preferably 50 to 70% of the repeating unit is a methyl group. In Formula 2, x is an integer of 1 to 50, preferably 4 to 30, and y in Formula 3 is an integer of 3 to 50, preferably 4 to 30.

상기 알루미녹산은 여러 종류의 탄화수소 용액 상태로 시판되는데, 그 중 방향족 탄화수소 용액 알루미녹산을 사용하는 것이 바람직하며, 톨루엔에 용해된 알루미녹산을 사용하면 더욱 바람직하다.The aluminoxane is commercially available in the form of various types of hydrocarbon solutions. Among them, it is preferable to use an aromatic hydrocarbon solution aluminoxane, and it is more preferable to use aluminoxane dissolved in toluene.

상기 다공성 담체는 무기산화물 또는 무기염과 같이 안정한 구조의 다공성 입자를 제한없이 사용할 수 있다. 실용적으로 유용한 담체는 주기율표 2, 3, 4, 5, 13 또는 14족에 속하는 원소들의 무기 산화물이며, 이와 같은 담체로는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 혹은 이들의 혼합물, 점토(Clay) 또는 변형된 점토(Modified Clay) 혹은 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하며, 입자가 구형인 실리카를 사용하면 더욱 바람직하다. 상기 무기 산화물 담체는 사용 전에 물 또는 히드록시기(-OH)를 반드시 제거하여야 하며, 이는 열처리를 통해서 수행될 수 있다. 상기 다공성 담체의 열처리는 진공 또는 질소 분위기에서 담체를 유동화 시키면서 200 내지 800 ℃의 온도로 가열하는 방법으로 진행된다. 상기 다공성 담체는 건조된 분말 형태로 사용되며, 평균 입자 크기는 약 1 내지 250 ㎛, 바람직하게는 10 내지 150 ㎛이며, 표면적은 약 5 내지 1,200 ㎡/g, 바람직하게는 약 50 내지 500 ㎡/g이다. 상기 다공성 담체의 기공 부피는 0.1 내지 5 ㎤/g, 바람직하게는 0.1 내지 3.5 ㎤/g이며, 기공 크기는 약 5 내지 50 nm, 바람직하게는 7.5 내지 35 nm이다. 상기 다공성 담체의 표면에는 1g의 실리카 당 약 0 내지 3 mmol의 히드록시기(-OH)가 존재하는 것이 바람직하며, 구체적으로 0.5 내지 2.5 mmol의 히드록시기(-OH)가 존재하는 것이 더욱 바람직하며, 이러한 히드록시기(-OH)의 양은 담체의 탈수 또는 소성 온도에 따라 달라진다.As the porous carrier, porous particles having a stable structure, such as inorganic oxides or inorganic salts, may be used without limitation. Practically useful carriers are inorganic oxides of elements belonging to groups 2, 3, 4, 5, 13 or 14 of the periodic table, such carriers include silica, alumina, silica-alumina, or mixtures thereof, clays or modified It is preferable to use modified clay or a mixture thereof, and it is more preferable to use silica having spherical particles. Water or a hydroxyl group (—OH) must be removed from the inorganic oxide carrier before use, which can be performed through heat treatment. The heat treatment of the porous carrier is carried out by heating at a temperature of 200 to 800 ° C. while fluidizing the carrier in a vacuum or nitrogen atmosphere. The porous carrier is used in the form of a dried powder, has an average particle size of about 1 to 250 μm, preferably 10 to 150 μm, and a surface area of about 5 to 1,200 m / g, preferably about 50 to 500 m / g. is g. The pore volume of the porous carrier is 0.1 to 5 cm 3 /g, preferably 0.1 to 3.5 cm 3 /g, and the pore size is about 5 to 50 nm, preferably 7.5 to 35 nm. It is preferable that about 0 to 3 mmol of a hydroxy group (-OH) is present per 1 g of silica on the surface of the porous carrier, and more preferably, 0.5 to 2.5 mmol of a hydroxy group (-OH) is present, and such a hydroxy group The amount of (-OH) depends on the dehydration or calcination temperature of the carrier.

상기 담지 촉매는 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 중 한 가지 방법으로는, 상기 메탈로센 촉매 성분 및 활성화제를 용매에 녹인 후 일정 시간 동안 반응시키고, 이어서 다공성 담체를 투입하여 특정 조건에서 반응시킨 후 세척 및 건조 과정을 거쳐 담지 촉매를 완성한다.The supported catalyst may be prepared by various methods, and in one of them, the metallocene catalyst component and the activator are dissolved in a solvent, reacted for a certain time, and then a porous carrier is added to react under specific conditions. After that, the supported catalyst is completed through washing and drying processes.

본 발명에 따른 디글리세롤 올리에이트를 포함하는 대전방지제 및 메탈로센 촉매 조성물을 함께 사용하여 올레핀 중합체를 형성함으로서, 상기 올레핀 중합 공정에 있어서 시팅(Sheeting) 또는 드룰링(Drooling) 현상에 따른 중단 사건(Discontinuity Event)이 효과적으로 감소되어 장시간 연속 운전이 가능하며, 얻어진 최종 제품은 식품 접촉 용도를 포함하는 다양한 응용 분야에 적용될 수 있다.Interruption due to sheeting or drooling in the olefin polymerization process by forming an olefin polymer using the antistatic agent containing diglycerol oleate and the metallocene catalyst composition according to the present invention together (Discontinuity Event) is effectively reduced, enabling long-term continuous operation, and the obtained final product can be applied to various applications including food contact applications.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples, but the following examples are intended to illustrate the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

하기 비교예 및 실시예에 사용되는 대전방지제 및 촉매는 다음과 같다.Antistatic agents and catalysts used in the comparative examples and examples are as follows.

Statsafe 6000: 폴리설폰, 폴리아민, 설폰산, 피마자유(Castor Oil) 및 헵탄을 포함하며, 이노스펙(Innospec)사로부터 입수 가능하다. Statsafe 6000 : contains polysulfone, polyamine, sulfonic acid, Castor Oil and heptane and is available from Innospec.

본 발명에 따른 대전방지제: 디글리세롤 올리에이트 Antistatic agent according to the present invention : diglycerol oleate

지르코늄계 메탈로센 담지 촉매: 촉매 성분으로 비스(1-부틸-3-메틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드(한국 s-PCI사 제조), 조촉매로 20중량% MAO 톨루엔 용액(Albemarle사 제품) 및 담체로 실리카(제품명: ES70X, PQ사 제품)를 사용하여 제조된 고체형태의 메탈로센 담지 촉매. Zirconium-based metallocene supported catalyst : Bis (1-butyl-3-methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride (manufactured by s-PCI, Korea) as a catalyst component, 20% by weight MAO toluene solution (Albemarle) as a cocatalyst ) and silica (product name: ES70X, manufactured by PQ) as a carrier, and a supported metallocene catalyst in solid form.

하기 중합 비교예 1 및 중합 실시예 1 내지 2 및 중합 실험예 1 내지 2에 기재된 중합반응은 연속 파일럿-규모의 기체상 유동층 반응기(유동층 반응기 전단에는 선중합용 루프 반응기가 직렬로 연결되어 있는 형태)에서 수행되었으며, 상기 유동층은 중합체 입자로 구성되었다. 액체 공단량체로서 1-헥센과 함께 에틸렌 및 수소의 기체 공급 스트림은 선중합용 루프 반응기와 기체상 유동층 반응기의 재순환 기체 라인에 각각 도입되었다. 에틸렌, 수소 및 1-헥센의 개별 유속을 제어하여 반응기 내부의 조성을 일정하게 유지하였다. 에틸렌 농도를 제어하여 일정한 에틸렌 분압을 유지하였다. 수소를 제어하여 일정한 수소 대 에틸렌 몰비를 유지하였다. 1-헥센을 제어하여 일정한 1-헥센 대 (에틸렌+1-헥센) 몰비를 유지하였다. 온-라인 기체 크로마토그래프를 이용하여 반응기 내 각각의 기체 농도를 측정함으로써 재순환 기체 스트림에서 비교적 일정한 기체 조성을 보장하였다. 상기 지르코늄계 메탈로센 담지촉매는 프로판 소킹(Soaking) 후 프로판을 사용하여 선중합용 루프 반응기에 도입되었다. 촉매 주입량을 조절하여 일정한 생성 속도를 유지하였다. The polymerization reactions described in Comparative Polymerization Example 1, Polymerization Examples 1 and 2, and Polymerization Experimental Examples 1 and 2 are carried out in a continuous pilot-scale gas phase fluidized bed reactor (a loop reactor for pre-polymerization is connected in series in front of the fluidized bed reactor). , wherein the fluidized bed was composed of polymer particles. Gaseous feed streams of ethylene and hydrogen along with 1-hexene as liquid comonomer were introduced into the loop reactor for prepolymerization and the recycle gas lines of the gas phase fluidized bed reactor, respectively. The composition inside the reactor was kept constant by controlling individual flow rates of ethylene, hydrogen, and 1-hexene. The ethylene concentration was controlled to maintain a constant ethylene partial pressure. The hydrogen was controlled to maintain a constant hydrogen to ethylene mole ratio. The 1-hexene was controlled to maintain a constant 1-hexene to (ethylene+1-hexene) molar ratio. A relatively constant gas composition was ensured in the recycle gas stream by measuring the concentration of each gas in the reactor using an on-line gas chromatograph. The supported zirconium-based metallocene catalyst was introduced into a loop reactor for pre-polymerization using propane after soaking in propane. The amount of catalyst injected was adjusted to maintain a constant production rate.

성장하는 중합체 입자의 반응층은 반응 구역을 통한 구성 공급물 및 프로판 기체의 연속 흐름에 의해 유동화 상태로 유지되었다. 0.7 내지 0.9 m/s의 겉보기 기체 속도를 사용하여 이를 달성하였다. 반응기 압력은 20 ㎏/㎠, 반응 온도는 73 ℃로 유지되었다. 미립자 생성물의 형성 속도와 동일한 속도로 층의 일부분을 배출시킴으로써 유동층을 일정한 높이에서 유지시켰다. 생성물 형성 속도(중합체 생성 속도)는 10 내지 20 ㎏/h 범위였다. 생성물을 일련의 밸브를 통해 반-연속식으로 고정 부피 챔버로 제거하였다. 이러한 생성물을 퍼징(Purging)하여 비말 동반된 탄화수소를 제거하고, 소량의 가습 질소 스팀으로 처리하여 임의의 미량의 잔류 촉매를 불활성화 시켰다.The reaction bed of growing polymer particles was maintained in a fluidized state by continuous flow of make-up feed and propane gas through the reaction zone. This was achieved using apparent gas velocities of 0.7 to 0.9 m/s. The reactor pressure was maintained at 20 kg/cm 2 and the reaction temperature was maintained at 73°C. The fluidized bed was maintained at a constant height by withdrawing a portion of the bed at a rate equal to the rate of formation of the particulate product. The product formation rate (polymer production rate) ranged from 10 to 20 kg/h. The product was removed semi-continuously through a series of valves into a fixed volume chamber. This product was purged to remove entrained hydrocarbons and treated with a small amount of humidified nitrogen steam to inactivate any traces of residual catalyst.

상기 액상 대전방지제는 헥산(5 또는 13중량%)으로 희석시킨 후 선중합용 루프 반응기; 유동층 반응기; 및 루프 반응기와 유동층 반응기를 연결하는 라인에 주입되었고, 중합 중 반응기 내부 온도, 압력 및 밀도 프로파일을 모니터링하여 정전기에 의한 반응기 내부의 물질 흐름이 원활하지 않다고 판단되는 경우, 투입되는 대전방지제의 양을 변경하여 정전기 수준(Level)을 낮추었다. 적절량의 대전방지제가 투입되면, 반응기 내부의 물질 흐름이 다시 원활해지는 것을 확인하였다. 상기 3군데의 대전방지제 주입 포인트에서 대전방지제는 각각 독립적으로 유량이 조절되었다. 모니터링의 결과에 따라 상기 3군데의 대전방지제 주입 포인트에서 독립적으로 대전방지제 주입 유량을 조절하게 되면 보다 효율적으로 정전기 수준(Level)을 낮추어 물질 흐름을 원활하게 만들 수 있다. 구체적인 비교예 및 실시예에 따른 중합 방법 및 실험 결과는 하기와 같다.After diluting the liquid antistatic agent with hexane (5 or 13% by weight), a loop reactor for pre-polymerization; fluid bed reactor; And it was injected into the line connecting the loop reactor and the fluidized bed reactor, and when it was determined that the material flow inside the reactor due to static electricity was not smooth by monitoring the temperature, pressure, and density profile inside the reactor during polymerization, the amount of the antistatic agent injected By changing the static electricity level (Level) was lowered. When an appropriate amount of antistatic agent was added, it was confirmed that the material flow inside the reactor became smooth again. At the three antistatic agent injection points, the flow rate of the antistatic agent was independently controlled. According to the results of the monitoring, if the injection flow rate of the antistatic agent is independently adjusted at the three antistatic agent injection points, the static electricity level can be lowered more efficiently and the material flow can be made smooth. Polymerization methods and experimental results according to specific comparative examples and examples are as follows.

[중합 비교예 1] 폴리올레핀 중합체의 제조(Statsafe 6000 사용) [Polymerization Comparative Example 1] Preparation of polyolefin polymer (using Statsafe 6000)

상기한 중합 반응기 시스템에서 시험을 수행하였고, 대전방지제로서 Statsafe 6000을 사용하였으며, 이에 대한 공정안정성에 대하여 평가하였다. 상기 기재된 지르코늄계 메탈로센 담지 촉매를 사용하여, 73 ℃의 반응 온도, 20 ㎏/㎠의 반응 압력, 1-헥센 대 (에틸렌+1-헥센) 몰비로 1: 0.02 내지 0.025, 수소 대 에틸렌 몰비로 1: 0.0002 내지 0.00025의 조건 하에서 반응기를 수행하였으며, 0.90 g/10min의 용융지수(MI2.16, 190 ℃, 2.16 kg 하중 조건) 및 0.9164 g/㎤의 밀도를 가진 폴리에틸렌을 생성하였다. 헥산으로 희석시킨 액상 대전방지제(Statsafe 6000)를 사용하였으며, 선중합용 루프 반응기; 유동층 반응기; 및 루프 반응기와 유동층 반응기를 연결하는 라인에 주입되었다. 중합 반응 초기에, 헥산으로 희석(13중량%)된 Statsafe 6000을 선중합용 루프 반응기; 유동층 반응기; 및 루프 반응기와 유동층 반응기를 연결하는 라인; 에 각각 50 g/h, 20 g/h, 20 g/h 투입되었다. 생성된 중합체에 있어서, 대전방지제 농도는 평균하여 165 ppmw였다.Tests were performed in the above polymerization reactor system, Statsafe 6000 was used as an antistatic agent, and process stability thereof was evaluated. Using the zirconium-based metallocene supported catalyst described above, a reaction temperature of 73 ° C., a reaction pressure of 20 kg / cm 2, 1-hexene to (ethylene + 1-hexene) molar ratio of 1: 0.02 to 0.025, hydrogen to ethylene molar ratio Furnace 1: The reactor was carried out under conditions of 0.0002 to 0.00025, and polyethylene having a melt index of 0.90 g / 10 min (MI2.16, 190 ° C., 2.16 kg load conditions) and a density of 0.9164 g / cm 3 was produced. A liquid antistatic agent diluted with hexane (Statsafe 6000) was used, and a loop reactor for pre-polymerization; fluid bed reactor; and a line connecting the loop reactor and the fluidized bed reactor. At the beginning of the polymerization reaction, Statsafe 6000 diluted with hexane (13% by weight) was added to the loop reactor for pre-polymerization; fluid bed reactor; and a line connecting the loop reactor and the fluidized bed reactor; 50 g/h, 20 g/h, and 20 g/h, respectively. For the resulting polymer, the antistatic agent concentration averaged 165 ppmw.

[중합 실시예 1] 폴리올레핀 중합체의 제조(대전방지제 투입량 실험) [Polymerization Example 1] Preparation of Polyolefin Polymer (Antistatic Agent Input Amount Experiment)

본 발명에 따른 대전방지제의 투입량을 결정하기 위해, 헥산(5중량%)으로 희석된 디글리세롤 올리에이트를 선중합용 루프 반응기; 유동층 반응기; 및 루프 반응기와 유동층 반응기를 연결하는 라인; 에 각각 50 g/h, 20 g/h, 20 g/h 투입된 것 외에는 중합 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였으며, 1-헥센 대 (에틸렌+1-헥센) 몰비로 1:44, 수소 대 에틸렌 몰비로 1:4,450의 조건 하에서 반응을 수행하였다. 상기 중합 비교예 1과 동일한 중합 반응기 시스템 및 중합 조건에서, 디글리세롤 올리에이트의 투입량 변화에 따른 반응기 파울링(Fouling), 촉매 생산성(Mileage, 마일리지, 단위 촉매 무게 당 형성된 중합체 무게), 및 중합체 특성(용융지수(MI2.16), 밀도)을 비교하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In order to determine the input amount of the antistatic agent according to the present invention, diglycerol oleate diluted with hexane (5% by weight) was put into a loop reactor for pre-polymerization; fluid bed reactor; and a line connecting the loop reactor and the fluidized bed reactor; Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Polymerization Example 1, except that 50 g/h, 20 g/h, and 20 g/h were added to each, and the molar ratio of 1-hexene to (ethylene + 1-hexene) was 1:44, hydrogen The reaction was carried out under conditions of 1:4,450 to ethylene molar ratio. Under the same polymerization reactor system and polymerization conditions as in Comparative Polymerization Example 1, reactor fouling, catalyst productivity (mileage, mileage, weight of polymer formed per unit catalyst weight), and polymer characteristics according to the change in the input amount of diglycerol oleate (Melt index (MI2.16), density) were compared, and the results are shown in Table 1 below.

디글리세롤 올리에이트, ppmw
(Total Feed 대비)
diglycerol oleate, ppmw
(Compared to Total Feed)
용융지수(MI2.16), g/10minMelt index (MI2.16), g/10min 밀도, g/㎤Density, g/cm 마일리지
(촉매생산성),
g-PE/g-Cat
Mileage
(catalyst productivity),
g-PE/g-Cat
파울링fouling
00 0.890.89 0.91780.9178 730730 불량error 22 0.940.94 0.91720.9172 1,3711,371 양호Good 5151 0.930.93 0.91570.9157 1,4981,498 양호Good 6060 0.970.97 0.91640.9164 1,4731,473 양호Good 162162 0.750.75 0.91580.9158 1,3791,379 양호Good 970970 0.790.79 0.91530.9153 1,1621,162 양호Good 1,6001,600 0.840.84 0.91660.9166 864864 양호Good

상기 표 1을 참고하면, 마일리지(촉매 생산성)의 경우, 디글리세롤 올리에이트의 특정 투입량(51 내지 60 ppmw, Total Feed 대비)에서 1,400 g/g 이상의 상대적으로 높은 마일리지(촉매 생산성)를 나타내었고, 디글리세롤 올리에이트가 투입되지 않았거나 과량(1,600 ppmw) 투입되었을 때 1,000 g/g 이하의 낮은 마일리지(촉매 생산성)를 나타내었다. Referring to Table 1, in the case of mileage (catalyst productivity), a relatively high mileage (catalyst productivity) of 1,400 g/g or more was shown at a specific input amount of diglycerol oleate (51 to 60 ppmw, compared to Total Feed), When diglycerol oleate was not added or an excess amount (1,600 ppmw) was added, a low mileage (catalyst productivity) of 1,000 g/g or less was exhibited.

반응기 내벽 파울링의 경우, 디글리세롤 올리에이트의 투입량이 2 ppmw 이상일 때 양호하였다. 이 결과를 바탕으로, 본 발명에 따른 디글리세롤 올리에이트의 투입량은 2 내지 1,000 ppmw일 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 60 ppmw일 수 있다. 상기 투입량이 1,600 ppmw 이상인 경우 마일리지(촉매 생산성) 측면에서 불리하고, 2 ppmw 보다 작은 경우, 마일리지(촉매 생산성) 및 파울링 모두의 물성에 있어서 불리하였다. 따라서, 하기 중합 실시예 2 및 중합 실험예 1 내지 2는 Total Feed 대비 50 내지 120 ppmw 농도의 디글리세롤 올리에이트를 투입하였다.In the case of fouling of the inner wall of the reactor, it was good when the input amount of diglycerol oleate was 2 ppmw or more. Based on this result, the input amount of diglycerol oleate according to the present invention may be 2 to 1,000 ppmw, preferably 50 to 60 ppmw. When the input amount was 1,600 ppmw or more, it was disadvantageous in terms of mileage (catalyst productivity), and when it was less than 2 ppmw, it was disadvantageous in terms of both mileage (catalyst productivity) and fouling. Therefore, in Polymerization Example 2 and Polymerization Experimental Examples 1 and 2 below, diglycerol oleate was added at a concentration of 50 to 120 ppmw compared to Total Feed.

[중합 실시예 2] 폴리올레핀 중합체의 제조(대전방지제: 디글리세롤 올리에이트 사용) [Polymerization Example 2] Preparation of polyolefin polymer (using antistatic agent: diglycerol oleate)

상기 중합 비교예 1에 이어서, 온라인 T/C(Online Type-Change) 방식으로 헥산(5중량%)으로 희석된 디글리세롤 올리에이트를 선중합용 루프 반응기, 유동층 반응기 및 루프 반응기와 유동층 반응기를 연결하는 라인에 각각 50 g/h, 20 g/h, 20 g/h 투입된 것 외에는 중합 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였다. 생성된 중합체 중 대전방지제 농도는 중합체 생성물에 있어서, 평균하여 55 ppmw였다.Following Polymerization Comparative Example 1, diglycerol oleate diluted with hexane (5% by weight) in an online T/C (Online Type-Change) method was used in a loop reactor for pre-polymerization, a fluidized bed reactor, and connecting the loop reactor and the fluidized bed reactor. Polymerization was performed in the same manner as in Comparative Polymerization Example 1, except that 50 g/h, 20 g/h, and 20 g/h were added to the lines, respectively. The antistatic agent concentration in the resulting polymer averaged 55 ppmw for the polymer product.

[중합 실험예 1] 폴리올레핀 중합체의 제조(대전방지제: 디글리세롤 올리에이트/Statsafe 6000 혼합물(1:1, w/w) 사용) [Polymerization Experimental Example 1] Preparation of polyolefin polymer (antistatic agent: using diglycerol oleate/Statsafe 6000 mixture (1:1, w/w))

이종의 액상 대전방지제의 혼합 효과를 확인하기 위해, 본 발명에 따른 디글리세롤 올리에이트와 Statsafe 6000을 1:1의 중량비로 혼합한 후 헥산(5중량%)으로 희석된 액상 대전방지제를 중합 실시예 2에 이어서, 온라인 T/C로 선중합용 루프 반응기, 유동층 반응기 및 루프 반응기와 유동층 반응기를 연결하는 라인에 각각 50 g/h, 20 g/h, 20 g/h 투입된 것 외에는 중합 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였다. 중합체 중 대전방지제 농도는 중합체 생성물에 있어서, 평균하여 61 ppmw였다.In order to confirm the mixing effect of heterogeneous liquid antistatic agents, diglycerol oleate according to the present invention and Statsafe 6000 were mixed in a weight ratio of 1: 1, and then the liquid antistatic agent diluted with hexane (5% by weight) was mixed with Polymerization Example 2, Polymerization Comparative Example 1 and Polymerization was performed in the same manner. The antistatic agent concentration in the polymer averaged 61 ppmw for the polymer product.

[중합 실험예 2] 폴리올레핀 중합체의 제조(대전방지제: 디글리세롤 올리에이트 증량 실험) [Polymerization Experimental Example 2] Preparation of polyolefin polymer (antistatic agent: diglycerol oleate extension experiment)

상기 중합 실험예 1에서 수행한 1:1 혼합 대전방지제 희석용액에서 본 발명에 따른 디글리세롤 올리에이트 희석용액으로 다시 온라인 T/C 한 후, 디글리세롤 올리에이트의 주입량 증가 영향을 확인하기 위해, 유동층 반응기에 투입되는 유량을 20 g/h에서 100 g/h으로 증가시킨 것 외에는 중합 비교예 1과 동일한 방법으로 중합을 진행하였다. 생성된 중합체 중 대전방지제 농도는 중합체 생성물에 있어서, 평균하여 120 ppmw였다.In order to confirm the effect of increasing the injection amount of diglycerol oleate after performing on-line T/C again from the 1:1 mixed antistatic agent diluted solution performed in Polymerization Experimental Example 1 to the diglycerol oleate diluted solution according to the present invention, the fluidized bed Polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Polymerization Example 1, except that the flow rate introduced into the reactor was increased from 20 g/h to 100 g/h. The antistatic agent concentration in the resulting polymer averaged 120 ppmw for the polymer product.

[실험예 1] 중합체 분석 결과 [Experimental Example 1] Polymer analysis result

상기 중합 비교예 1, 중합 실시예 2 및 중합 실험예 1 내지 2에서 수행된 실험에서 형성된 중합체의 용융지수와 밀도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The melt index and density of the polymers formed in the experiments conducted in Polymerization Comparative Example 1, Polymerization Example 2, and Polymerization Experimental Examples 1 and 2 were measured and are shown in Table 2 below.

구분division 용융지수(MI2.16), g/10minMelt index (MI2.16), g/10min 밀도, g/㎤Density, g/cm 중합 비교예 1Polymerization Comparative Example 1 0.900.90 0.91640.9164 중합 실시예 2Polymerization Example 2 0.920.92 0.91610.9161 중합 실험예 1Polymerization Example 1 0.980.98 0.91690.9169 중합 실험예 2Polymerization Example 2 0.740.74 0.91480.9148

상기 표 2를 참고하면, 에틸렌, 수소 및 공단량체의 개별 유속을 제어함으로써, 중합 비교예 1 및 중합 실시예 2 및 중합 실험예 1 내지 2에 의해 진행된 7일 동안의 실험 중 형성된 중합체는 유사한 용융지수와 밀도를 가지고 있음을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, by controlling the individual flow rates of ethylene, hydrogen, and comonomer, the polymers formed during the 7-day experiment conducted by Comparative Polymerization Example 1, Polymerization Example 2, and Polymerization Experimental Examples 1 to 2 had similar melting properties. It can be seen that it has an exponent and a density.

[실험예 2] 유동층 반응기 내부 온도 프로파일 결과 [Experimental Example 2] Fluidized bed reactor internal temperature profile result

도 2는 상기 중합 비교예 및 중합 실시예에 의해 진행된 시험 중 수집된 유동층 반응기 내부 온도 프로파일을 보여주고 있다. 도 2에서 나타내는 바와 같이, 중합 비교예 1 및 중합 실시예 2 및 중합 실험예 1 내지 2에 의해 진행된 7일 동안의 시험 중 어떠한 중단 사건(Discontinuity Event)도 발생하지 않았다. 중합 비교예 1(Statsafe 6000 적용)과 비교하여, 중합 실시예 2 및 중합 실험예 1 내지 2(대전방지제로서 디글리세롤 올리에이트 사용)에서 온도 변동폭이 좁음을 알 수 있다. Statsafe 6000 대비, 본 발명에 따른 대전방지제(디글리세롤 올리에이트) 사용에 의한 온도 변동폭 감소는, 보다 효율적인 정전기 제어에 의하여 보다 안정한 유동층의 형성에서 비롯되었다고 볼 수 있다.Figure 2 shows the temperature profile inside the fluidized bed reactor collected during the tests conducted by the polymerization comparative examples and polymerization examples. As shown in FIG. 2, no discontinuity event occurred during the 7-day test conducted by Polymerization Comparative Example 1, Polymerization Example 2, and Polymerization Experimental Examples 1 and 2. Compared to Polymerization Comparative Example 1 (using Statsafe 6000), it can be seen that the temperature fluctuation range is narrow in Polymerization Example 2 and Polymerization Experimental Examples 1 to 2 (diglycerol oleate used as an antistatic agent). Compared to Statsafe 6000, it can be seen that the reduction in temperature fluctuation due to the use of an antistatic agent (diglycerol oleate) according to the present invention resulted from the formation of a more stable fluidized bed through more efficient static electricity control.

[실험예 3] 대전방지제 투입량과 촉매 생산성 결과 [Experimental Example 3] Antistatic agent input amount and catalyst productivity result

도 3은 대전방지제의 투입량(농도, ppmw)과 이에 따른 촉매 생산성(Mileage, 단위 촉매 무게 당 형성된 중합체 무게)을 보여주고 있다. 도 3에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 따른 대전방지제(디글리세롤 올리에이트)는 Statsafe 6000 대비 낮은 대전방지제 농도에서도 우수한 공정안정성을 제공하였으므로, 따라서 촉매 독으로 작용하는 대전방지제가 적게 사용됨으로써 Statsafe 6000 대비 20% 이상 개선된 촉매 생산성을 나타낸 것을 알 수 있다.Figure 3 shows the input amount (concentration, ppmw) of the antistatic agent and the resulting catalyst productivity (Mileage, weight of polymer formed per unit catalyst weight). As confirmed in FIG. 3, the antistatic agent (diglycerol oleate) according to the present invention provided excellent process stability even at a lower concentration of the antistatic agent compared to Statsafe 6000. It can be seen that the catalyst productivity was improved by more than 20% compared to the present invention.

Claims (13)

탄소수 6 내지 40의 포화 탄화수소인 저분자 탄화수소에 디글리세롤 올리에이트(Diglycerol Oleate)를 포함하는 대전방지제를 혼합시킨 대전방지제 혼합물을 형성하는 단계;
상기 대전방지제 혼합물 및 메탈로센 촉매 및 알루미녹산을 포함하는 메탈로센-기재 촉매 조성물을 2개 이상의 중합 반응기에 공급하는 단계; 및
상기 대전방지제 혼합물 및 촉매 조성물의 존재 하에서, 하나 이상의 알파-올레핀을 중합하는 단계를 포함하고,
상기 중합 반응기는 대전 방지제 혼합물 및 메탈로센-기재 촉매 조성물의 존재 하에서, 에틸렌과 하나 이상의 알파-올레핀을 예비 중합하는 선중합 루프 반응기 및 상기 에틸렌과 하나 이상의 알파-올레핀을 선중합 루프 반응기에서 예비 중합한 예비 중합체를 중합하여 올레핀 중합체를 형성하는 유동층 반응기가 직렬로 연결되어 있는 것을 포함하며,
상기 선중합 루프 반응기, 유동층 반응기 및 상기 선중합 루프 반응기 및 유동층 반응기를 연결하는 라인에 대전 방지제 혼합물을 공급하고,
상기 대전방지제와 저분자 탄화수소의 혼합물에서 디글리세롤 올리에이트의 농도는 0.1 내지 50 중량%인 것인, 올레핀 중합 방법.
Forming an antistatic agent mixture in which an antistatic agent containing diglycerol oleate is mixed with a low molecular weight hydrocarbon, which is a saturated hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms;
supplying a metallocene-based catalyst composition comprising the antistatic agent mixture and a metallocene catalyst and an aluminoxane to two or more polymerization reactors; and
polymerizing one or more alpha-olefins in the presence of the antistatic agent mixture and the catalyst composition;
The polymerization reactor includes a prepolymerization loop reactor for prepolymerizing ethylene and one or more alpha-olefins in the presence of an antistatic agent mixture and a metallocene-based catalyst composition, and prepolymerization of ethylene and one or more alpha-olefins in a loop reactor. A fluidized bed reactor for polymerizing a polymerized prepolymer to form an olefin polymer is connected in series,
supplying an antistatic agent mixture to the prepolymerization loop reactor, the fluidized bed reactor, and a line connecting the prepolymerization loop reactor and the fluidized bed reactor;
The concentration of diglycerol oleate in the mixture of the antistatic agent and the low molecular hydrocarbon is 0.1 to 50% by weight, olefin polymerization method.
제1항에 있어서, 상기 저분자 탄화수소는 헥산, 헵탄, 톨루엔, 미네랄 오일 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 올레핀 중합 방법.The method of claim 1, wherein the low molecular hydrocarbon is selected from the group consisting of hexane, heptane, toluene, mineral oil, and mixtures thereof. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 대전방지제의 농도는 중합체 생성물에 있어서, 1 내지 2,000 ppmw인 것인, 올레핀 중합 방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the antistatic agent is 1 to 2,000 ppmw in the polymer product. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 대전방지제 혼합물은 촉매 조성물과 독립적으로 중합 반응기에 공급되거나, 또는 혼합된 형태로 공급되는 것인, 올레핀 중합 방법.The method of claim 1, wherein the antistatic agent mixture is supplied to the polymerization reactor independently of the catalyst composition, or supplied in a mixed form. 제8항에 있어서, 상기 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물이 독립적으로 공급되는 것은, 상기 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물은 각각 독립적인 피딩(Feeding) 라인으로 연속 주입되고, 1개 이상의 중합 반응기에 대해, 반응기 전단, 반응기 후단, 반응기 내부 및 리사이클 순환 라인으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1개 이상의 투입 위치에서 공급되는 것인, 올레핀 중합 방법.The method of claim 8, wherein the antistatic agent mixture and the catalyst composition are independently supplied, the antistatic agent mixture and the catalyst composition are continuously injected through independent feeding lines, respectively, to one or more polymerization reactors, the reactor The olefin polymerization method, which is supplied from one or more input positions selected from the group consisting of the front end, the rear end of the reactor, the inside of the reactor, and the recycle line. 제8항에 있어서, 상기 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물이 혼합된 형태로 공급되는 것은, 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물은 각각 독립적인 피딩 라인으로 연속 주입되고, 중합 반응기와 연결된 라인에서 서로 합쳐진 후 중합 반응기에 투입되는 것인, 올레핀 중합 방법.The method of claim 8, wherein the antistatic agent mixture and the catalyst composition are supplied in a mixed form, the antistatic agent mixture and the catalyst composition are continuously injected through independent feeding lines, and after being combined with each other in a line connected to the polymerization reactor, the polymerization reactor Which is put into, an olefin polymerization method. 제10항에 있어서, 상기 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물이 혼합된 형태로 공급되는 것은, 대전방지제 혼합물과 촉매 조성물을 별도의 용기에서 일정 시간 동안 교반시킨 후 중합 반응기와 연결된 라인을 통해 중합 반응기에 공급되는 것인, 올레핀 중합 방법.11. The method of claim 10, wherein the antistatic agent mixture and the catalyst composition are supplied in a mixed form, after stirring the antistatic agent mixture and the catalyst composition in a separate container for a certain time, they are supplied to the polymerization reactor through a line connected to the polymerization reactor. Which will be, olefin polymerization method. 제1항에 있어서, 상기 알파-올레핀은 에틸렌; 및 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센 및 1-에이코센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 올레핀 중합 방법.2. The method of claim 1, wherein the alpha-olefin is selected from ethylene; and propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-Hexadecene, 1-octadecene and 1-eicosene, which will include at least one member selected from the group consisting of, an olefin polymerization method. 제1항에 있어서, 상기 중합된 올레핀 중합체의 용융지수(MI2.16, 190 ℃, 2.16 kg 하중 조건)는 0.01 내지 15 g/10min이고, 밀도는 0.88 내지 0.98 g/㎤인 것인, 올레핀 중합 방법.The method of claim 1, wherein the melt index (MI2.16, 190 ℃, 2.16 kg load condition) of the polymerized olefin polymer is 0.01 to 15 g / 10min, and the density is 0.88 to 0.98 g / cm 3, olefin polymerization method.
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